息，存儲在抄表模塊中，再通過通訊接口(如485總線方式)與采集終端相連。采集終端一次可以采集幾十個甚至上百個抄表模塊的數(shù)據(jù)，然后再將這些數(shù)據(jù)一并存儲在采集終端，根據(jù)集中器發(fā)來的指令，將數(shù)據(jù)傳送給集中器。而對于多功能智能電能表，由于其本身就帶有CPU和存儲功能，并具有RS485接口，因此可通過485總線直接與采集終端或集中器直接連接，但在采集終端或集中器中需安裝所抄電表的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
[0025]按照采集終端和集中器之間通信信道分類，有載波采集器、RS484采集器和無線采集器等類型
上行通道是指集中器和主站之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺溃鶕?jù)需要可為無線信道如GPRS / CDMA，也可為有線信道如PSTN和寬帶等，一般具有覆蓋面廣、傳輸信道公開、通用的特點，集中器和主站之間的通信協(xié)議又稱集中器上行通信規(guī)約。
[0026]下行通道是指集中器、采集器和客戶電能表之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺?，近程通信信道可以為S485總線、低壓電力線載波、無線或它們的混合，采用的數(shù)據(jù)交換協(xié)議為近程數(shù)據(jù)交換協(xié)議
集中器下行通過ZigBee方式和采集終端(或ZigBee表)進行通信，對于距離較遠或信號較弱的采集終端(或ZigBee表)節(jié)點，可以通過加裝中繼器的方式來保證整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的暢通。
[0027]電表采用電子式電表。電表本身帶有CPU和存儲功能并與集中抄表系統(tǒng)有同一傳輸規(guī)約，具有485接口，可直接與采集終端或集中器連接。
[0028]電表中還具有內(nèi)置式抄表模塊。內(nèi)置式抄表模塊裝在電能表里面，每個電能表一塊，結(jié)合不同的數(shù)據(jù)通訊方式將數(shù)據(jù)送到采集終端中。電能表的電量送入抄表模塊，轉(zhuǎn)換成電能表的電量信息，并存儲在抄表模塊中，然后等待上一級采集終端或集中器讀取電量信息。抄表模塊采用E2PROM存放抄表數(shù)據(jù)，在斷電時各電能表的電量數(shù)據(jù)不至于丟失。抄表模塊采用單片機系統(tǒng)，從而可以實現(xiàn)普通電表的分時計量。
[0029]電表的抄表模塊由諧波抑制模塊、保護電路、電能計量及控制模塊、通信模塊、電源模塊幾部分組成。
[0030]CT / PT從電網(wǎng)取得系統(tǒng)所需要的電壓或電流信號，并轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所能接受的輸入范圍
在電網(wǎng)中存在大量非線性負載，這些諧波源使電網(wǎng)電流不再是正弦波，從而使電網(wǎng)電流產(chǎn)生畸變。高次諧波不但對電網(wǎng)會帶來危害，而且使電能計量裝置計量不準，甚至損壞裝置。因此，采用諧波抑制電路在信號進入系統(tǒng)計量前抑制諧波。
[0031]保護電路設(shè)置為當(dāng)信號經(jīng)過PT / CT、諧波抑制電路后流經(jīng)開關(guān)電路，然后輸入電能計量芯片，開關(guān)電路受電平控制，當(dāng)輸入高電平時接通，低電平截止。整流電路和開關(guān)并聯(lián)，輸出接放大器反向輸入端，放大器正向輸入端接參考電壓。由于電能計量芯片的電流輸入端最大輸入為30mA，因此當(dāng)輸入超過30mA時開關(guān)應(yīng)馬上斷開。
[0032]為了防止系統(tǒng)在斷電的情況下抄表失靈，要求系統(tǒng)不能掉電。抄表系統(tǒng)自帶UPS電源作為后備電源，保證了系統(tǒng)可靠供電，供電電源在正常情況下，由電網(wǎng)供電，在電網(wǎng)停電時，由UPS電源(如充電的鋰離子電池)進行供電，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定在線工作，UPS電源在電網(wǎng)有電時，充電至飽和狀態(tài)，電網(wǎng)停電時，立即切換成由電池進行供電。
[0033]在自動抄表系統(tǒng)中，每個抄表模塊設(shè)為一個傳感器節(jié)點。當(dāng)有新用戶安裝采集水、電、氣等使用量的表計，即有一個新節(jié)點要加入無線網(wǎng)絡(luò)時，該節(jié)點首先要廣播新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的消息，成功加入后就和其它節(jié)點一樣一直處于接收狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)采集終端要采集用戶的數(shù)據(jù)時，就會發(fā)送一個數(shù)據(jù)采集命令分組通知其要采集數(shù)據(jù)的節(jié)點采集數(shù)據(jù)。在發(fā)送采集命令分組之前要先尋找到要采集數(shù)據(jù)的節(jié)點即目的節(jié)點的路由信息，然后根據(jù)路由信息發(fā)送分組。由于每個節(jié)點位置固定，節(jié)點之間也相對固定，當(dāng)所有的節(jié)點成功加入網(wǎng)絡(luò)后，則整個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)就處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。
[0034]采用帶有電能計量芯片的抄表模塊，在抑制諧波和防止過電流對系統(tǒng)沖擊的前提下，可以對電壓、頻率、有功功率、有功等進行測量、計算和存儲，在微處理器的控制下對數(shù)據(jù)進行處理后向上級系統(tǒng)發(fā)送。同時，各抄表模塊構(gòu)成傳感器節(jié)點進行無線組網(wǎng)，從而可實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中上傳，系統(tǒng)維護、故障檢修和擴充都更容易。，最后，終端電表數(shù)據(jù)存儲在主戰(zhàn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，配有專門系統(tǒng)軟件，具有自動抄表，數(shù)據(jù)處理，信息分析統(tǒng)計等功能。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，遠程抄表系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)從上至下分為:主站、集中器、采集終端和電表，電表數(shù)據(jù)從電表一級一級向上傳，主站命令下達后，一級一級下傳命令，抄收到數(shù)據(jù)后再一級一級上傳。2.如權(quán)利要求1所述的遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，主站具有選擇終端并與終端進行信息交換功能的計算機系統(tǒng)設(shè)備，主站包括前置機、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和采集控制管理軟件四個部分，前置機直接和終端進行通信。3.如權(quán)利要求2所述的遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，集中器是安裝于臺區(qū)變壓器低壓偵U，收集所有電能表的數(shù)據(jù)，并進行存儲的設(shè)備，接受主站數(shù)據(jù)上報的請求，轉(zhuǎn)發(fā)主站給采集終端或電能表的命令，能管理該臺區(qū)的所有電能表和采集終端，同時能和手持單元進行數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，集中器的外圍電路主要包括電源電路，LCD電路、觸摸屏電路、按鍵電路，SD卡接口電路、USB接口電路和通信接口電路，并且支持模塊化擴展。4.如權(quán)利要求3所述的遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，采集終端，用來集中采集各電能表的采集模塊的電量信息并存儲，向上發(fā)送給集中器，并接受集中器或手抄器的指令，在集中抄表系統(tǒng)中，抄表模塊與采集終端結(jié)合使用，記錄電能表的電量值，并轉(zhuǎn)換成電能表的電量信息，存儲在抄表模塊中，再通過通訊接口與采集終端相連，采集終端一次可以采集多個抄表模塊的數(shù)據(jù)，然后再將這些數(shù)據(jù)一并存儲在采集終端，根據(jù)集中器發(fā)來的指令，將數(shù)據(jù)傳送給集中器。5.如權(quán)利要求4所述的遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，還具有上行通道和下行通道，上行通道在集中器和主站之間進行數(shù)據(jù)傳輸， 下行通道在集中器、采集終端和電能表之間進行數(shù)據(jù)傳輸，集中器下行通過ZigBee方式和采集終端進行通信，對于距離較遠或信號較弱的采集終端節(jié)點，加裝中繼器。6.如權(quán)利要求5所述的遠程抄表系統(tǒng)，其特征在于，電表米用電子式電表，電表帶有CPU和存儲功能，并與集中抄表系統(tǒng)有同一傳輸規(guī)約，具有485接口，可直接與采集終端或集中器連接， 電表中還具有內(nèi)置式抄表模塊，內(nèi)置式抄表模塊裝在電能表里面，結(jié)合不同的數(shù)據(jù)通訊方式將數(shù)據(jù)送到采集終端中，電表的電量送入抄表模塊，轉(zhuǎn)換成電表的電量信息，并存儲在抄表模塊中，然后等待上一級采集終端或集中器讀取電量信息，抄表模塊采用E2PR0M存放抄表數(shù)據(jù)，在斷電時各電能表的電量數(shù)據(jù)不至于丟失，抄表模塊采用單片機系統(tǒng)，從而可以實現(xiàn)普通電表的分時計量， 電表的抄表模塊由諧波抑制模塊、保護電路、電能計量及控制模塊、通信模塊、電源模塊組成， CT / PT從電網(wǎng)取得系統(tǒng)所需要的電壓或電流信號，并轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)所能接受的輸入范圍的采樣值 采用諧波抑制電路在信號進入系統(tǒng)計量前抑制諧波， 保護電路設(shè)置為當(dāng)信號經(jīng)過PT / CT、諧波抑制電路后流經(jīng)開關(guān)電路，然后輸入電能計量芯片，開關(guān)電路受電平控制，當(dāng)輸入高電平時接通，低電平截止，整流電路和開關(guān)并聯(lián)，輸出接放大器反向輸入端，放大器正向輸入端接參考電壓，當(dāng)輸入超過參考電壓時開關(guān)斷開， 抄表系統(tǒng)自帶UPS電源作為后備電源，供電電源在正常情況下，由電網(wǎng)供電，在電網(wǎng)停電時，由UPS電源進行供電，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定在線工作，UPS電源在電網(wǎng)有電時，充電至飽和狀態(tài)，電網(wǎng)停電時，立即切換成由電池進行供電， 抄表模塊采用無線網(wǎng)絡(luò)進行組網(wǎng)。
【專利摘要】遠程抄表系統(tǒng)采用帶有電能計量芯片的抄表模塊，在抑制諧波和防止過電流對系統(tǒng)沖擊的前提下，可以對電壓、頻率、有功功率、有功等進行測量、計算和存儲，在微處理器的控制下對數(shù)據(jù)進行處理后向上級系統(tǒng)發(fā)送。同時，各抄表模塊構(gòu)成傳感器節(jié)點進行無線組網(wǎng)，從而可實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中上傳，系統(tǒng)維護、故障檢修和擴充都更容易。最后，終端電表數(shù)據(jù)存儲在主戰(zhàn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，配有專門系統(tǒng)軟件，具有自動抄表，數(shù)據(jù)處理，信息分析統(tǒng)計等功能。
【IPC分類】G08C19/00, G08C17/02
【公開號】CN104992548
【申請?zhí)枴緾N201510416390
【發(fā)明人】程鳳鳴, 王勤初, 杜偉生, 張根亭, 馬歡
【申請人】國網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月16日